ミルターンの専門知識がマイクロギア精密加工を強化

NASAスピンオフ企業のAmorphologyは、「アモルファス」金属（バルク金属ガラスなど）を用い、ロボティクスやその他産業用途向けの非潤滑マイクロギアの改善において、先進材料と製造技術の応用でリードしています。

これらの材料は、鋼、チタン、アルミニウムなどと比較して先進的な特性を持ち、同社の複数の金属合金特許は、宇宙やその他の極低温用途向けギア開発に基づいています。

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s191Hは、複雑なパーツを単一セットアップで精密加工することをターゲットとしたStarrag Bumotecミルターンマシニングセンタファミリーの一つ。出典：Starrag

アモルファス金属は非結晶系合金のクラスで、他の材料とは異なる切削とチッピング特性を示すと同社は説明します。比較的未知の合金を切削する際の精度、サイクルタイム、全体的能力を評価するため、AmorphologyはStarragを含む複数の工作機械サプライヤーでテストを実施し、マイクロギア製造に最適なマシンを探しました。

「迅速なプロトタイピング、金型インサート切削、後処理ニーズに最適なマシンを見つけることに注力しました」とAmorphologyのCOO、Jason Riley氏は語ります。最終的に、同社はStarragのBumotec s191Hミルターンを選択しました。

試作マイクロギアのCADファイルを受け取り、Starrag開発の切削工具を使用してスイスと米国の工作機械メーカーサイトで加工テストを実施した後、複数のサンプルバッチが生産されました。

「特定寸法でしばしば5ミクロン前後の公差をターゲットにしています」とRiley氏は説明します。「当社の作業の大半は迅速なプロトタイピングと、月産数百個規模の比較的少量バッチ生産に集中しています。

「Bumotecは、現在当社にないミルターン能力と、より高い生産能力を提供します」と同氏は付け加えます。「現在の能力を補完し、持っていない能力を提供してくれます。」

ミルターンで生産されたマイクロギアの例。出典：Starrag

Amorphologyによれば、Bumotec s191Hは「ユニークな価値提案」を提供します。単品加工から、無人運転での数百コンポーネント生産まで対応可能です。

航空宇宙用ギアの製造に加え、Amorphologyのギアはコボット、ロボット、医療機器で使用されています。例えば、ほとんどのコボットはウェーブギア（歪み波歯車）を使用します——メインコンポーネントはフレックススプラインで、複雑な薄肉パーツです。

s191Hは、複雑なパーツを単一セットアップで精密加工することをターゲットとしたBumotecミルターンマシニングセンタファミリーの一つです。65mmバー容量、バーフィーダー、高圧（3hp）クーラント供給により、X、Y、Z軸範囲410×200×400mmにおいて、リニアドライブと高い熱安定性により±2.5ミクロンの加工能力を達成します。

StarragのBumotec s191ミルターンから進化した191neoバージョンは、工具交換時間15%短縮、バックワーキング移動12%高速化、高トルク（175Nm）ミリングスピンドルなど、追加の性能能力を提供。このマルチタスキングマシンプラットフォーム（B軸スピンドル付き）は、自動工具交換システムで最大90工具を格納可能。ここに示すモデルはIMTS 2022で展示され、脊椎ケージをポリエーテルエーテルケトン（PEEK）ポリマーから完全加工する様子をデモ。出典：PM

さらに、メインスピンドルはサブスピンドルによって補完され、水平面と垂直面の両方で旋削可能で、マルチタスキングルーチンを実現。ツールマガジンオプションは、高速移動50m/min、主軸回転数30,000rpm（40,000rpmオプション）とともに、最大90ポケットまで拡張可能で、これらも高速サイクルタイムに寄与します。

Amorphologyのコボット、ロボット、医療機器パーツの多くは鋳造や射出成形可能ですが、時としてこれらのマイクロパーツをより高い公差で後処理する必要があります。Starrag Bumotecはスイス時計業界向けマシン設計で「歯を切った」経験があり、その結果、マイクロサイズの高付加価値ギアの製造に長けています。Amorphologyは、Bumotec s191Hが無潤滑マイクロギアボックスを加工すると予測しています。

同社は結果を評価し、Starragとの両組織の協力方法について話し合った結果、Amorphologyがカリフォルニア州パサデナの施設でBumotecマシンをフィーチャーし、両社の顧客が閲覧できるようにすることで合意しました。

デモセンターでは、ギア、金型インサート、バルク金属ガラス、従来金属生産パーツなど、多様なパーツ生産を実演できます。

Starrag Bumotec精密エンジニアリング担当副社長Greg Dunkley氏は、「Bumotec s191Hの精度、品質、能力を実演するラボ環境を確立することで、航空宇宙・防衛エンジニアが自社製造オペレーションで使用できるリアルタイム加工を体験できるようになります」と述べています。